NAND Flash是采用NAND結(jié)構(gòu)技術(shù)的非易失存儲(chǔ)器，具有ROM存儲(chǔ)器的特點(diǎn)，存儲(chǔ)在該芯片中的數(shù)據(jù)可在斷電情況下維持10年不丟失，而芯片的引腳與訪問又具有類似于RAM的特點(diǎn)。NAND FLASH 存儲(chǔ)器將數(shù)據(jù)線與地址線復(fù)用為8條線，另外還分別提供了命令控制信號(hào)線，因此，NAND FLASH 存儲(chǔ)器不會(huì)因?yàn)榇鎯?chǔ)容量的增加而增加引腳數(shù)目。從而極大方便了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品升級。
1 元件介紹
1.1 MSP430芯片
MSP430系列單片機(jī)是TI公司推出的16位RISC系列單片機(jī)，該系列是一組超低功耗微控制器，供電電壓范圍為1.8V—3.6V?？紤]到本系統(tǒng)有微體積、低功耗的要求，在此選用MSP430F149，它具有60KB Flash Memory、2kb RAM、有8個(gè)通道采樣率為200K的12位A/D轉(zhuǎn)換器、硬件乘法器、2個(gè)帶有大量捕獲/比較寄存器的16位定時(shí)器、看門狗等，為系統(tǒng)的進(jìn)一步開發(fā)擴(kuò)展提供了良好的基礎(chǔ)，特別適用于較復(fù)雜的系統(tǒng)開發(fā)。
1.2 NAND Flash
NAND結(jié)構(gòu)Flash是Sumsung公司隆重推出并著力開發(fā)的新一代數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件,在此選用芯片K9F1G08U0M，電源電壓２.7V—3.6V，與MSP430F149一致，功耗低，容量可達(dá)128M×8Bit，按頁進(jìn)行讀寫，按塊擦除，通過I/O口分時(shí)復(fù)用作為命令引腳／地址引腳／數(shù)據(jù)引腳。有很高的可靠性。
2 硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)中，K9F1G08U0M的數(shù)據(jù)輸入輸出口與單片機(jī)的P6端口相連。片選信號(hào)與單片機(jī)的P2.4相連， CLE（命令鎖存控制端）、ALE（地址鎖存控制端）、WE（寫操作控制端）、RE（讀操作控制端）分別通過控制單片機(jī)P3.3、P2.3、P2.6、P2.5引腳的電平，決定對FLASH
進(jìn)行控制字操作、地址操作、寫操作還是讀操作。在此不使用寫保護(hù)功能，所以WP接高電平。FLASH與單片機(jī)的部分連接組成電路如圖1所示。
圖1 MSP430F149與K9F1G08U0M的連接
3 軟件設(shè)計(jì)
MSP430的開發(fā)軟件較多，本文采用IAR公司的集成開發(fā)環(huán)境—IAR Embedded workbench 嵌入式工作臺(tái)，利用C430（MSP430系列的C語言）編寫調(diào)試。單片機(jī)對FLASH的操作主要有寫、讀、擦除。
3.1 寫操作
向FLASH內(nèi)部寫數(shù)據(jù)是基于頁的，K9F1G08U0M的命令字、地址和數(shù)據(jù)都是通過并行口線I/O0—I/O7在控制信號(hào)的作用下分時(shí)操作。地址A0—A10，A11—A26通過I/O0—I/O7分4次送入。同時(shí)K9F1G08U0M芯片提供了一根狀態(tài)指示信號(hào)線 ，當(dāng)該信號(hào)為低電平時(shí)，表示FLASH可能正處于擦除、編程或讀操作的忙狀態(tài)；而當(dāng)其為高電平時(shí)，則表示為準(zhǔn)備好狀態(tài)，此時(shí)可以對芯片進(jìn)行各種操作。本系統(tǒng)須寫入126M數(shù)據(jù)寫操作流程圖如圖2。
3.2 讀操作
讀操作有串行頁讀、連續(xù)行讀、隨機(jī)讀3種類型。在此選用串行頁讀取。首先將讀操作控制字00h輸入，再寫入地址，寫入控制字30h，待 信號(hào)變高后，將本頁數(shù)據(jù)依次讀出。隨后再改變頁地址讀出其它頁內(nèi)數(shù)據(jù)。操作流程圖如圖3。
圖2 寫操作流程圖
圖3 讀FLASH數(shù)據(jù)程序流程圖
3.3 擦除操作
任何FLASH器件的寫入操作都必須在空的或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行，因此在進(jìn)行下一次存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之前都必須對FLASH進(jìn)行擦除操作。
擦除操作基于塊，K9F1G08U0M內(nèi)有1024塊，塊地址的輸入需要兩個(gè)周期，塊操作的地址只有A18—A27有效，A12—A17備忽略。在地址后被送入的塊擦除命令（D0h）啟動(dòng)塊擦除操作，待 信號(hào)變高后，送入命令字70h，讀出I/O0的值來判斷數(shù)據(jù)擦除是否成功。圖4為塊擦除流程圖。
